In der Formelsammlung findet man unter Punkt 6.2, Formelzeichen, Konstanten und Tabellen, auch die Formel für $Z_{F0}$ den Feldwellenwiderstand des freien Raumes (Vakuum).
$Z_{F0} = \sqrt{\dfrac{\mu_0}{\varepsilon_0}}$
$\mu_0$ die magnetische Feldkonstante, $\varepsilon_0$ die elektrische Feldkonstante
Die in der Frage angesprochene *magnetischen Feldstärke* wird mit Hilfe magnetische Feldkonstante, der magnetischen Flussdichte und der Magnetisierung berechnet. Deutlich komplexer ist der Zusammenhang der elektrischen Feldkonstante und der *elektrischen Feldstärke*.
In einem Medium (z.B. Luft) ist der Wellenwiderstand $Z_{F}$ von $\mu$, der magnetische Feldkonstante und $\varepsilon$, der elektrische Feldkonstante des Mediums abhängig.
$Z_{F} = \sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}}$
Es gibt eine Abhängigkeit von Feldwellenwiderstand, elektrischer und magnetischer Feldstärke. Damit ist auch die elektrische und magnetische Feldstärke von dem Wellenwiderstand des Mediums abhängig.
Die Leistung am Speisepunkt der Antenne ist direkt von der Senderausgangsleistung und der Dämpfung der Speiseleitung abhängig. Jede Dämpfung kann ein einen Dämpfungsfaktor übertragen werden.
Die Berechnung ist einfach: $P_{Antenne} = D \cdot P_{Sender}$ ( D steht für Dämpfungsfaktor)
Zum Beispiel, bei
Damit wir die maximale Sendeleistung berechnen können brauchen wir den Gewinnfaktor der Antenne. Der Antennengewinn ist 6 dBd. Bezogen auf den isotropen Strahler sind dies
Das ergibt einen Gewinnfaktor von $4 \cdot 1,64 = 6,56$.
Die Formel für die Feldstärke gilt nur für das Fernfeld. Der Sender soll im 2-m-Band senden. Ob wir im Fernfeld sind kann berechnet werden. Der Abstand d muss größer als die Wellenlänge, dividiert durch $2 \cdot \pi$.
$ d > \dfrac{\lambda}{2 \cdot \pi}$
$ x = \dfrac{2,06 \textrm{ m}}{2 \cdot \pi}$
$ x = 0,33 \textrm{ m}$
Der Sicherheitsabstand von d =
Umstellen der Formel für die Feldstärke im Fernfeld einer Antenne für die Sendeleistung:
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot P_A\cdot G_i}}{d}$
$E \cdot d = \sqrt{30\Omega\cdot P_A\cdot G_i}$
$E^2 \cdot d^2 = 30\Omega\cdot P_A\cdot G_i $
$\dfrac{E^2 \cdot d^2}{30\Omega\cdot G_i} = P_A$
$P_A = \dfrac{E^2 \cdot d^2}{30\Omega\cdot G_i}$
$P_A = \dfrac{28^2 \cdot 5^2}{30 \cdot 6,56}$
$P_A = 99,59 \textrm{ W}$
Die Sendeleistung muss auf ca.
Nur zur Sicherheit die Einheitengleichung. Das Ergebnis hat die Einheit Watt.
$ W = \dfrac{(\frac{V}{m})^2 \cdot \textrm{m}^2}{\frac{V}{A}}$
$ W = \dfrac{V \cdot V \cdot m \cdot A}{V \cdot m}$
$ W = V \cdot A$
$ W = W$
Bei den drei nächsten Fragen ist die Vorgehensweise mehr oder weniger gleich.
Für die Berechnung der elektrischen Feldstärke wird Leistung am Speisepunkt der Antenne, der Gewinnfaktor und die Entfernung gebraucht.
$ P_A$, Leistung am Speisepunkt:
$ G_i$, Gewinnfaktor:
$d$, Entfernung:
Die Formel gilt nur für das Fernfeld. Dies kann mit $ d > \dfrac{\lambda}{2 \cdot \pi}$ überprüft werden.
$ \textrm{ }$
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot P_A\cdot G_i}}{d}$
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot 250 \textrm{ W}\cdot 16,4}}{30\textrm{ m}}$
$E = 11,7 \textrm{ V/m}$
$ P_A$, Leistung am Speisepunkt:
$ G_i$, Gewinnfaktor:
$d$, Entfernung:
Die Formel gilt nur für das Fernfeld. Dies kann mit $ d > \dfrac{\lambda}{2 \cdot \pi}$ überprüft werden.
$ \textrm{ }$
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot P_A\cdot G_i}}{d}$
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot 10 \textrm{ W}\cdot 1,64}}{10\textrm{ m}}$
$ E = 2,2 \textrm{ V/m}$
$ P_A$, Leistung am Speisepunkt:
$ G_i$, Gewinnfaktor:
$d$, Entfernung:
Die Formel gilt nur für das Fernfeld. Dies kann mit $ d > \dfrac{\lambda}{2 \cdot \pi}$ überprüft werden.
$ \textrm{ }$
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot P_A\cdot G_i}}{d}$
$E = \dfrac{\sqrt{30\Omega\cdot 100 \textrm{ W}\cdot 1,64}}{100\textrm{ m}}$
$ E = 0,7 \textrm{ V/m}$
